非对称非线性系统非平稳随机响应的中心差分法

利用随机中心差分法离散化格式,结合时变等价线性化步骤,建立了多自由度非线性系统受非白噪声随机激励作用下非平稳响应协方差矩阵的递推算法.在考虑到非对称项引起的非零均值响应条件下,对等价线性化方法进行修正,使之适用于非对称系统.算例表明:该方法计算结果和Monte Carlo模拟结果符合较好,且对所给算例,此方法比原中心差分法精确.该方法计算步骤简单,便于在计算机上实现,计算效率高.     

结构非平稳随机响应方差数值计算方法

对受非平稳随机激励的工程结构,建立了在任意调制的演变随机白噪声和有色噪声激励下,结构响应方差矩阵的计算方法.提出了矩阵微分方程的数值解法,首先将矩阵微分方程转换为普通的代数微分方程,再应用常规的ODE求解器进行求解.该方法可以处理任意调制的演变随机白噪声或有色噪声,原理简明,易于掌握和应用.文中介绍了相应的关键计算步骤.数值仿真算例显示了该方法的正确性和可行性.     

非白噪声激励的非线性系统非平稳响应的一种计算方法

本文给出了一种计算非线性系统在非白噪声激励下非平稳响应的方法。该方法采用统计线性化和数学归纳法，获得了位移、速度的均方和协方的递推关系。考虑了等效线性化系数的时变性；给出了两个算例，并将计算结果与相应的数字模拟结果［８］进行了比较。结果证明该方法是简单、精确和有效的。     

基于等效辐射声功率和形貌优化的车身结构噪声控制

以某车型白车身为研究对象，首先建立白车身结构有限元模型并验证其有效性；随后通过对模型进行等效辐射声功率分析，得到白车身关键板件对车内的辐射噪声水平，并识别贡献量较大的结构位置；再根据分析结果构建白车身形貌优化模型并进行计算求解；最后将优化前后白车身等效辐射声功率进行对比，优化后辐射噪声在分析频段内整体降低，且最大响应峰值降低3.8 d B。研究结果表明，在汽车白车身设计阶段，基于等效辐射声功率分析和形貌优化设计可以有效地抑制结构的辐射噪声。该方法和思路可为工程领域相关的结构噪声分析和控制提供参考。     

基于延时随机子空间方法的非白噪声环境激励结构模态参数识别

为了消除非白噪声环境激励在结构模态参数识别结果中产生的虚假模态,引入扩展状态模型,从状态空间方程的角度论证了虚假模态产生的原因;然后,针对一类具有典型性和代表性的（自相关函数在纵坐标轴附近一定范围内有非零值的）非白噪声环境激励信号,在传统随机子空间算法的基础上引入延时指标,建立延时随机子空间方法。数值算例表明延时随机子空间方法能够有效地剔除非白噪声环境激励在模态参数识别结果中产生的虚假模态,放宽了传统模态参数识别方法对环境输入的白噪声假设。     

多自由度Duffing系统受演变随机激励的非平稳响应

用等效线性化法将受演变随机激励的非线性多自由度Ｄｕｆｆｉｎｇ系统等效为线性时变系统,用虚拟激励法来求解该时变系统的非平稳响应。具有计算简单、精确、效率高的特点。该演变随机激励的谱密度不局限于白噪声和过滤白噪声,各激励之间可以存在相位差。该方法的计算精度由Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ法得以验证。     

一种白噪声环境激励下模态参数辨识方法

根据ITD法的思想和白噪声响应之间的关系数的特点，提出了一种白噪声环境激励下模态参数辨识的方法，该方法利用白噪声响应之间的相关函数与脉冲响应具有相同的数学表达式构造数据矩阵，根据数据矩阵求出特征矩阵，在此基础上，解决了对何种参数进行平均才能利用提高辨识参数的精度，并减少计算工作量以及如何控制参数的辨识精度问题，在理论和实践上探讨了只有对相关函数平均才能在最短计算时间内提高参数辨识的精度，模拟实验表明所提出的白噪声环境激励下模态参数辨识方法的有效且对测量噪声具有鲁棒性。     

可变带通滤波器在CCD噪声处理中的应用

针对CCD输出噪声特点,采用基于带通滤波采样技术的CCD噪声分析方法,即利用中心频率可调的有源带通滤波器对宽带白噪声的抑制.该方法考虑了对CCD采样时刻的非稳态性,能在有效地提取目标信号的同时,可使等效噪声带宽保持较低,从而最大限度地减少输出信号的噪声.在分析白噪声特性及模型的基础上,分别给出了理论计算和仿真实验.其对比结果表明,理论分析和数值模拟具有高度的近似性,证明该方法的有效性.     

超高层建筑风致响应共振分量的简化计算

在超高层建筑前几阶自振频率所在的量值范围内,广义荷载谱随频率的分布并不具有典型的白噪声特性,基于白噪声假定的风致共振响应成分简化计算公式可能带来明显的计算误差。为此,本文提出了在对数坐标系下结构前几阶自振频率所在的窄带范围内广义荷载谱随频率的线性分布假定,并采用线性回归分析对直线的斜率进行拟合;进一步,在采用变步长辛普生积分确定结构的共振响应成分与直线斜率及结构阻尼比等参数的对应关系后,提出了共振响应分量新的简化计算公式.最后,以某一具有“靴型”外形的非规则超高层建筑为工程实例,验证了采用本文方法计算得到的结构风致共振响应成分相比于传统的白噪声假定结果具有更高的精确性和更广泛的适用性.     

非高斯噪声激励下非线性漂移Fokker-Planck方程的非稳态解及其应用

非高斯噪声广泛存在于各种非线性系统，对非高斯噪声所驱动系统的非稳态演化行为进行研究可以更为深入的了解其内在的演化机理．本文对非高斯噪声和高斯白噪声共同驱动的非线性动力学系统的非稳态演化问题进行研究．首先应用格林函数的 $\Omega$ 展开理论在初始区域对非线性动力学系统进行线性化，然后结合本征值和本征矢理论推导出了该系统 Fokker-Planck 方程的近似非稳态解的表达式，最后以 Logistic 系统模型为例分析了非高斯噪声强度，关联时间及非高斯噪声偏离参数对非稳态解以及一阶矩的影响．研究结果表明，用 Logistic 模型描述产品产量增长时，其非稳态解可更好地反映产品产量在不稳定点附近的演化行为．     

应用移动Marple法拟合动态测试数据的时变AR模型

本文利用较实用的时变自回归（ＡＲ）模型，来拟合动态测试（尤其是长过程测试）中的二阶非平衡数据，并且不采用当前广泛使用的递推算法，而探讨应用移动Ｍａｒｐｌｅ算法来拟合该时变模型。经各种类型数据的仿真试验及某些实例的计算结果表明，该方法具有与常用递推算法同样的时变跟踪能力，而无明显的滞后现象，且拟合精确度较高、稳定性好，只是计算速度略低。可见对于非平稳数据不便应用成批算法的观点，需作重新认识。     

Large-scale wave-front reconstruction for adaptive optics systems by use of a recursive filtering algorithm

We propose a new recursive filtering algorithm for wave-front reconstruction in a large-scale adaptive optics system. An embedding step is used in this recursive filtering algorithm to permit fast methods to be used for wave-front reconstruction on an annular aperture. This embedding step can be used alone with a direct residual error updating procedure or used with the preconditioned conjugate-gradient method as a preconditioning step. We derive the Hudgin and Fried filters for spectral-domain filtering, using the eigenvalue decomposition method. Using Monte Carlo simulations, we compare the performance of discrete Fourier transform domain filtering, discrete cosine transform domain filtering, multigrid, and alternative-direction-implicit methods in the embedding step of the recursive filtering algorithm. We also simulate the performance of this recursive filtering in a closed-loop adaptive optics system.     

一种提取系统脉冲响应函数的高效的去噪算法

针对锤击激励方式不适用于工业机器人操作臂动态性能测试的情况,根据Duharm a l积分理论,利用系统输入矩阵的上三角形的特殊结构,并结合时域平均技术,导出了具有抗噪性能的高效的求取系统脉冲响应函数的平均递推算法。研究了算法对适合于机器人操作臂测试的阶跃激励方式的适用性,对算法的误差进行了分析。在二自由度动力学模型上进行仿真,与传统的时域解矩阵方法比较,平均递推算法在效率及降噪效果上具有明显的优越性。悬臂梁实验表明,平均递推算法能够获得与锤击法比较一致的结果。     

用于线性时变结构系统辨识的子空间方法比较研究

对使用模态试验数据的线性时变机械结构系统的动态模型辨识的整体方法和递推子空间方法,给出了详细的比较。整体方法使用任意的输入输出数据,递推方法包括多输入多输出系统的输出误差状态空间模型的递推方法(MOESP)以及基于子空间的状态空间系统递推辨识方法(4SID)。几种方法的比较是针对带可移动质量的机械臂动力学问题的仿真试验数据进行的。从跟踪能力、噪声敏感度、Hankel矩阵维数以及遗忘因子的选取等几个方面进行了比较,给出了影响算法精度的若干影响因素,以及对不同方法的影响程度。     

随机风荷载作用下桅杆结构响应矩计算的离散分析法

整体考虑纤绳的空间振动以及纤绳、杆身的相互影响,推导出桅杆结构在随机风荷载作用下的非线性振动方程;在此基础上采用随机振动的离散分析理论,推导出结构响应均值和方差的递推式。由于结构的非线性特征,矩方程中包含位移的高阶矩,递推方程式不闭合。引入Gauss闭合假定,将影响的高阶矩用值和方差表示,递推方程式成为响应均值和方差的非线性方程,可以迭代求解。该方法计算效率高,收敛快。算例表明,该方法计算结果与Monte Carlo模拟结果符合较好。     

基于递归神经网络的传感器非线性动态建模

根据动态校准实验结果建立传感器的动态数学模型,以研究传感器的动态性能,是动态测试的一个重要内容。讨论了递归神经网络模型在传感器动态建模中的应用,给出了递归神经网络模型的结构及相应的训练算法。由于其反馈特征,使得递归神经网络模型能获取系统的动态响应。该方法特别适用于传感器非线性动态建模,而且避免了传感器模型阶次的选择的困难。试验结果表明,应用递归神经网络对传感器进行动态建模是一种行之有效的方法。     

递归二元搜索型计算全息图的研究

在分析递归二元搜索算法合成计算全息图原理的基础上，计算机编程设计了递归二元搜索型计算全息图，并在实验上研究了计算全息图的恢复象。实验结果表明，递归二元搜索算法可合成任意波前分布的傅里叶变换计算全息图，并具有恢复象质量好，衍射效率高的特点。     

钛合金立铣表面粗糙度预测新方法

为实现加工前对表面粗糙度的预测,建立高精度的表面粗糙度预测模型至关重要.针对钛合金立铣表面粗糙度的特点及传统预测方法的不足,提出了表面粗糙度预测新方法.分别用递推最小二乘算法、基本蚁群算法与混合蚁群算法训练模糊系统,混合蚁群算法的收敛效果优于递推最小二乘算法和基本蚁群算法.通过回归分析建立了表面粗糙度的两种经验公式.对各方法所得模型进行测试,结果表明混合蚁群算法训练模糊系统的预测效果优于其他方法,用混合蚁群算法训练的模糊系统进行表面粗糙度预测是可行的.     

带挠性附件卫星转动惯量的在轨辨识

针对大型卫星的挠性附件振动会影响质量特性参数辨识精度和准确性的问题,提出了带挠性附件卫星转动惯量参数在轨辨识的递推算法。基于带挠性附件卫星动力学模型,导出了转动惯量参数辨识的最小二乘描述形式;与挠性附件振动模态估计的卡尔曼滤波算法相结合,提出了一种适用于带挠性附件卫星转动惯量参数辨识的并发递推算法。通过仿真算例验证了卫星挠性附件振动对转动惯量参数辨识的影响和文中递推算法的有效性。     

基于固定尺度欧氏距离的变因子递推子空间辨识算法

针对传统的子空间辨识算法采用固定遗忘因子出现跟踪能力不足或效果易受噪声影响等问题,提出了一种新的变因子递推子空间辨识算法.该算法分为3个步骤:首先引入变因子构造与更新Hankel矩阵和观测向量;其次为保证广义能观测阵的列向量收敛于主子空间的正交基上,采用OPAST算法递推估计广义能观测矩阵,并由广义能观测矩阵估计系统参数矩阵;最后用A的特征值空间距离信息实现变因子,因此,算法具有自适应能力.应用于一类时变系统,仿真结果表明改进算法具有较好的快速跟踪能力和跟踪效果.